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大型波导裂缝阵列天线中广义导纳参数的快速提取

时间:04-12 来源:互联网 点击:

纳参数的提取,并将计算结果与文献资料进行了比对。

3.1 波导行波阵列天线的计算结果

取文献[4]中的21缝波导裂缝天线为分析实例,采用BJ-100标准波导,忽略壁厚影响,中心频率为9.375GHz。在本文中,只考虑主模的影响,取M=P=1。

图5 21元波导裂缝天线及其单元

将21元波导裂缝天线分成21个单元,不考虑其上表面的辐射,提取导纳参数。这21个单元基本结构类似,只需建立1个数据库。

情况一 不考虑辐射缝的影响

不考虑辐射缝影响的前提下,天线的每个单元退化为一般二端口网络。表1给出了天线的输入导纳插值级联后的结果与HFSS整体仿真结果对比,结果吻合。

表1 不考虑辐射缝的输入导纳计算结果

输入导纳

插值级联后的计算结果

HFSS整体仿真结果

误差

Y11(im)

-0.0012502

-0.001298

3.68%

Y12(im)

-0.0036744

-0.0036876

0.36%

Y21(im)

-0.0036744

-0.0036876

0.36%

Y22(im)

-0.0012502

-0.0012843

2.65%

情况二 考虑辐射缝

考虑辐射缝的前提下,天线的每个单元即为三端口网络,其中主要关心的是输入导纳和自导纳部分Y(ii)。

表2 考虑辐射缝的输入导纳计算结果

输入导纳

插值级联后的

计算结果

HFSS整体仿真结果

误差

Y(1, 1)(im)

-0.0013483

-0.0013416

0.50%

Y(1,23)(im)

-0.0037235

-0.0037223

0.34%

Y(23,1)(im)

-0.0037235

-0.0037223

0.34%

Y(23,23)(im)

-0.0013483

-0.0013406

0.57%

表3 辐射缝级联前后导纳值对比结果(只取一半)

辐射缝n

级联前每个单元

辐射缝的Yii (im)

级联后辐射缝的 Yii (im)

11

-0.00026806

-0.00056479

12

-6.13E-05

-0.00039663

13

-0.0002862

-0.00070021

14

-0.00035853

-0.00063684

15

-0.00041394

-0.00055107

16

-0.0003043

-0.00040013

17

-0.00030832

-0.00040672

18

-0.00043357

-0.00051069

19

-0.00013313

-0.00016251

10

-0.00048436

-0.00049814

21

-0.00048838

-0.00050316

误差分析:HFSS是全波分析软件,建立数据库的单元模型并没有考虑高次模和互耦的影响,但是整体仿真中的高次模和互耦却不可忽略。由表2表3可知,由于级联时考虑了缝隙之间的影响,缝隙的导纳参数产生了变化,中间的缝隙互耦最严重,变化最大。

3.2 波导驻波阵列天线的计算结果

取文献[5]中的8元波导裂缝天线为分析实例,采用BJ-100标准波导,忽略壁厚影响,中心频率为9.375GHz。在本文中,只考虑主模的影响,取M=P=1。

沿用行波阵的处理方法,除了包含短路面的单元需要单独仿真,其余

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